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技術 ランダムアクセス方式の無線通信システム、及び、基地局、移動局、無線リンク確立方法

出願人 日本電気株式会社
発明者 田中智三
出願日 2005年11月10日 (14年4ヶ月経過) 出願番号 2005-325905
公開日 2007年5月31日 (12年9ヶ月経過) 公開番号 2007-134946
状態 未査定
技術分野 エラーの検出、防止 小規模ネットワーク(3)ループ,バス以外 通信制御 移動無線通信システム
主要キーワード データ通信無 優先度係数 再送信後 再送信間隔 一括予約 衝突制御 通信エリア毎 可否判定結果
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

ランダムアクセス方式無線通信システムにおいて、無線リンク確立確実性が向上する無線通信システム、及び、基地局、移動局無線リンク確立方法を提供する。

解決手段

移動局は、送信部と送信電力制御部と再送間隔制御部と受信部と再送制御部とを具備する。送信部は、無線リンク確立を基地局に要求するアップリンク物理チャネル信号を基地局に送信する。送信電力制御部は、送信電力を決定する。再送間隔制御部は、再送間隔を決定する。受信部は、基地局の回答を示すダウンリンクの物理チャネル信号を受信する。再送制御部は、ダウンリンクの物理チャネル信号が要求の拒否を示すか否かを判定する。要求拒否の場合、再送制御部は、アップリンクの物理チャネル信号の再送信を指示する。移動局は、受信した要求の拒否を示すダウンリンクの物理チャネル信号の受信状態に基づいて送信条件を変更し、アップリンクの物理チャネル信号を再送信する。

概要

背景

無線通信システムにおいて、通信路が多数の移動局により共有される場合、複数の移動局がその通信路を使用しようとするとき、競合が生じて通信ができなくなる。したがって、通信路を各移動局割り当てる何らかの規則プロトコル)が必要となる。特に衝突のあるプロトコルであるランダムアクセスにおいては、この規則が通信路の効率的利用、アクセス時間等に大きく影響する。

例えば、特開2000−253097号公報によれば、国内微弱無線設備標準規格準拠データ通信無設備におけるリンク確立手順に関する技術が開示されている。無線データ通信制御装置は、発呼に際して送信開始直前使用予定周波数占有されていないことを確認し、再送回数に応じて再送待ち時間間隔、リンク確立後のデータ通信単位量を動的に変更する。また、無線データ通信制御装置は、使用する周波数チャネルを該当設備の設置場所無線電波状況に応じて前回利用チャネル履歴を記憶部に保持することによって該当履歴に基づき通信チャネルを選択することを可能とする。

また、特開2001−251236号公報によれば、参照信号設定手段と送信手段とを具備する送信装置が開示されている。参照信号設定手段は、伝搬路状態、或いは、ランダムアクセスチャネル信号再送数に基づいて、ランダムアクセスチャネル信号に挿入する既知参照信号を設定する。送信手段は、設定された既知参照信号および通信の開始を要求する旨の情報を挿入したランダムアクセスチャネル信号を送信する。

特開2003−23428号公報には、複数のマルチキャスト受信局との間で共通物理チャネルと個別物理チャネルを用いてマルチキャスト通信をおこなうマルチキャスト送信局に関する技術が開示されている。マルチキャスト送信局は、データ送信手段と、共通ポール通知手段と、選択手段と、個別ポール通知手段と、データ再送手段とを備える。データ送信手段は、複数のマルチキャスト受信局に対して共通物理チャネルを用いてマルチキャストデータを送信する。共通ポール通知手段は、複数のマルチキャスト受信局による送達確認通知を受信するために、共通物理チャネルを用いてポール付きマルチキャストデータを送信する。選択手段は、個別物理チャネル上で受信した送達確認通知に基づいて、個別ポール通知をおこなうマルチキャスト受信局を一つ選択する。個別ポール通知手段は、選択手段によって選択したマルチキャスト受信局に対して個別物理チャネルを用いてポール要求メッセージを送信する。データ再送手段は、選択手段によって選択したマルチキャスト受信局から個別物理チャネル上で受信した再送要求に基づいて、共通物理チャネルを用いてマルチキャストデータを再送する。

特開2003−318804号公報によれば、無線移動局弱電界エリア受信電界が急激に変化するエリアに入った場合の無線リンク確立を維持する技術が開示されている。移動体通信システムは、無線基地局と、この無線基地局と無線通信回線を介して通信を行う無線移動局とを具備する。無線移動局は、無線基地局からの下り通信品質劣化の程度に応じて無線通信プロトコルレイヤ2又はレイヤ3の無線制御データを再送する再送制御手段を具備する。無線移動局は、通信品質が劣化した場合のみ再送制御パラメータを用いて再送処理を行う。

特開2001−128235号公報によれば、少なくとも一つの基地局と、ユーザデータと制御データを交換する複数のターミナルを含むワイヤレスネットワークに係る技術が開示されている。このターミナルは、少なくとも一つのデータパケット送信容量割当てる第1の持続可能性に依存する予約メッセージを基地局に送る。基地局によって少なくとも一度受信された予約要求の更なる送信情報は、少なくとも別の持続可能性に依存する。

特開2003−333661号公報によれば、スペクトラム拡散通信方式を使用した無線通信システムにおけるランダムアクセス制御方法に関する技術が開示されている。この移動通信システムでは、移動局は、発呼しようとする時にそのメッセージの送信に先立って基地局に対して、メッセージが発生したことを通知するためのRACH(Random Access Channnel)プリアンブルを送信する。基地局は、そのRACHプリアンブルを検出した時、AICH(Acquisition Indicator Channel)を移動局に送信する。移動局のRACHプリアンブル送信は、少なくともリソース使用率及び受信回線の状態に応じて制御される。

特開平9−200848号公報によれば、基地局と複数の移動局からなり、スロット予約型ICMA−PE方式のPDCパケット移動通信装置に関する技術が開示されている。移動局は、衝突制御ビット処理部とランダムアクセス制御部とを備える。衝突制御ビット処理部は、基地局からの下り信号を取り込んで衝突制御ビットの処理を行なう。ランダムアクセス制御部は、衝突制御ビットの内容からランダムアクセスを制御する。移動局がスロット一括予約する際に、第1ユニットを第1スロットだけでなく、複数のスロットに連続して送信しうるようにして、スロット予約をできるようにする。

特開平9−298493号公報によれば、送信すべき所望の送信用データ高周波信号に変換して送信する送信装置が開示されている。この送信装置は、擬似雑音生成部とタイミング決定部とデータ送信部とを備える。擬似雑音生成部は、擬似雑音符号コードを生成する。タイミング決定部は、擬似雑音生成部により生成された擬似雑音符号コードに同期して送信用データの送信タイミングを決定する。データ送信部は、タイミング決定部によって決定されたタイミングに基づいて一定時間内に所定回数のデータ送信を行う。

特開2002−199447号公報によれば、交換機と複数の基地局とコードレス電話機とからなるシステムコードレス電話装置に関する技術が開示されている。交換機は、着呼信号の再送回数を設定する再送回数設定手段と、着呼信号の再送間隔を設定する再送間隔設定手段と、再送間隔設定手段および再送回数設定手段の再送動作を制御する再送制御手段とを備える。複数の基地局の各々は、交換機と有線回線で接続される。コードレス電話機は、複数の基地局に無線で接続される。このようなシステムコードレス電話装置において、再送回数設定手段は、複数の基地局のそれぞれがカバーする通信エリア毎に着呼信号の再送回数を設定する。

特開2002−335582号公報によれば、デジタル移動体通信網を利用し、コネクションレス型パケット交換型通信を行う通信システムに関する技術が開示されている。このデジタル移動体通信システムでは、全ての基地局のスロットタイミングは同期し、全ての基地局は共通の周波数を使用する。移動局は、特定の基地局との間でリンク確立することなく、スロットタイミングに合せて任意にパケットを送出する。この移動局−基地局間の接続は、スロットアロハ方式が用いられる。

このように、複数の移動局を有し、各移動局からのランダムアクセスを許容する無線通信システムにおいて、移動局は、ユーザチャネル信号を移動局から送信するために基地局との無線リンクを確立する必要がある。以下に、従来のランダムアクセス方式の無線リンク確立を行う無線通信システムが説明される。

図1に無線通信システムの構成が示される。無線通信システムは、基地局200と移動局100−1、100−2、…、100−nを備える。移動局100−1、…、100−nは同じ機能を有し、説明を容易にするために何れかの移動局を説明するとき、移動局100として説明する。また、ここでは、基地局200は、1局で説明されるが、複数含むシステムであってもよい。

移動局100は、ユーザチャネル送信が必要になった時、アップリンク送信要求チャネルを用いて、基地局200に対して無線リンク確立を要求する。基地局200は、受信した送信要求チャネルに基づいて移動局100との無線リンクの確立を許可するか否かを判定する。基地局200は、受信した送信要求チャネルに誤りが存在せず、移動局100に割り当てるユーザチャネルがある場合、移動局100からの送信要求を認め、送信許可チャネル送信許可を設定する。受信した送信要求チャネルに誤りがある場合、或いは、割り当てるユーザチャネルが無い場合、基地局200は要求却下を送信許可チャネルに設定する。

基地局200は、送信の許可或いは無線リンク確立要求の却下をダウンリンクの送信許可チャネルを用いて移動局100に通知する。送信が許可された場合、移動局100は基地局200の指示にしたがってユーザチャネル信号を送信する。無線リンク確立要求が却下された場合、移動局100は再度無線リンク確立を要求する。

図2に示されるように、移動局100は、ダウンリンク受信部901、送信許可チャネル復調部902、再送制御部903、アップリンク物理チャネル生成部904、送信電力制御部905、アップリンク送信部908を備える。

ダウンリンク受信部901は、基地局200から送信されるダウンリンクの物理チャネル信号を受信する。受信したダウンリンクの物理チャネル信号は、送信許可チャネル復調部902に与えられる。

送信許可チャネル復調部902は、ダウンリンクの物理チャネル信号を入力し、送信許可チャネルを復調する。復調された送信許可チャネルには無線リンク確立要求に対する基地局200の回答情報が含まれている。この回答情報は、再送制御部903に送られる。

再送制御部903は、新規に無線リンク確立を要求するのか、回答情報に基づいて再要求するのかを判断し、アップリンク物理チャネル生成部904と、送信電力制御部905とを制御する。新規に無線リンク確立を要求する場合、再送制御部903は、アップリンク物理チャネル生成部904及び送信電力制御部905に対して新規送信を行うことを通知する。再要求の場合、再送制御部903は、アップリンク物理チャネル生成部904と送信電力制御部905とに送信要求チャネルを用いて再度無線リンク確立の要求を出力するように通知する。このとき、再送回数も併せて通知する。なお、回答情報がユーザチャネル送信許可を示す場合は、無線リンク確立が成立しているため、移動局100はユーザチャネル送信の手続移行する。

アップリンク物理チャネル生成部904は、アップリンクの新規送信或いは再送信が通知されると、パイロットチャネルと送信要求チャネルとを生成して多重し、アップリンクの物理チャネル信号を生成する。生成されたアップリンクの物理チャネル信号は、アップリンク送信部908に送られる。

送信電力制御部905は、再送制御部903から再送信回数が通知されると、再送信回数に対応する送信電力を求める。送信電力は、アップリンクの物理チャネル信号の再送信回数の増加に伴って段階的に大きくなるように制御される。求められた送信電力の強さは、アップリンク送信部908に通知される。

アップリンク送信部908は、通知された送信電力の強さに基づいて送信電力を調整し、アップリンク物理チャネル生成部904から供給されるアップリンクの物理チャネル信号を基地局200に送信する。ここで、送信要求チャネルを含む信号を再送信する間隔は一定である。

一方、基地局200は、図2に示されるように、アップリンク受信部911、送信要求チャネル復調部912、アップリンク受信電力測定部913、スケジューリング部914、ダウンリンク物理チャネル生成部915、ダウンリンク送信部916を備える。

アップリンク受信部911は、移動局100から送信されるアップリンクの物理チャネル信号を受信する。受信された物理チャネル信号は、送信要求チャネル復調部912とアップリンク受信電力測定部913とに出力される。

送信要求チャネル復調部912は、アップリンクの物理チャネル信号を復調する。復調された送信要求チャネルには、送信要求チャネルを出力した移動局100を識別する識別情報が含まれる。復調された送信要求チャネルは、スケジューリング部914に出力される。

アップリンク受信電力測定部913は、入力されるアップリンクの物理チャネルに多重化されているパイロットチャネルを分離する。アップリンク受信電力測定部913は、このパイロットチャネルに基づいて、アップリンクの受信電力を測定する。測定された受信電力の強さは、スケジューリング部914に出力される。

スケジューリング部914は、送信要求チャネル復調部912から入力される送信要求チャネルに基づいて、無線リンク確立を要求している移動局100を特定する。また、スケジューリング部914は、アップリンク受信電力測定部913から入力されるアップリンクの受信電力の強さに基づいて、移動局100との間の無線リンク確立を許可するか、或いは、却下するかを判定するスケジューリングを行う。このスケジューリングにおいて、スケジューリング部914は、アップリンクの受信電力の大きい移動局100を優先して無線リンク確立を許可する。この判定結果は、ダウンリンク物理チャネル生成部915に通知される。

ダウンリンク物理チャネル生成部915は、スケジューリング部914から通知される判定結果を送信許可チャネルに付加する。ダウンリンク物理チャネル生成部915は、判定結果を付加された送信許可チャネルとパイロットチャネルとを多重してダウンリンクの物理チャネル信号を生成する。生成されたダウンリンクの物理チャネル信号は、ダウンリンク送信部916に出力される。

ダウンリンク送信部916は、ダウンリンク物理チャネル生成部915から入力されるダウンリンクの物理チャネル信号を移動局100に送信する。

図3を参照して、従来の無線通信システムの無線リンク確立の動作が説明される。無線リンク確立は、移動局100から開始される。移動局100は、基地局200に対して送信すべきユーザデータが生じた時、新規の無線リンク確立を要求することを示すアップリンク物理チャネル信号#0を送信する(ステップ61)。

基地局200は、無線リンク確立要求の物理チャネル信号#0を受信する。基地局200は、スケジューリングアルゴリズムに基づいて、この要求を許可するか、却下するかを判定する。図3に示される最初の要求の場合、許可される条件が満たされていない。基地局200は、送信許可チャネルに却下を示す情報を付加し、ダウンリンク物理チャネル信号#0を移動局100に送信する(ステップ62)。

移動局100は、ダウンリンク物理チャネル信号#0を受信し、無線リンク確立の要求が却下されたことを認識する。移動局100は、再送信を準備し、待機状態になる(ステップ63)。

移動局100は、再送信待機時間tint経過後、1回目の再送信であるアップリンク物理チャネル信号#1を基地局200に送信する(ステップ64)。

基地局200は、移動局100の1回目の再送信である物理チャネル信号#1を受信する。この要求も再度条件を満たさず、基地局200は、送信許可チャネルに却下を示す情報を付加してダウンリンク物理チャネル信号#1を移動局100に送信する(ステップ65)。

移動局100は、ダウンリンク物理チャネル信号#1を受信し、1回目の再送信の無線リンク確立要求が却下されたことを認識する。移動局100は、再送信を準備して待機状態になる(ステップ66)。

移動局100は、更に再送信待機時間tint経過後、2回目の再送信であるアップリンク物理チャネル信号#2を基地局200に送信する(ステップ67)。

基地局200は、2回目の再送信物理チャネル信号#2を受信する。基地局200は、このときの要求が条件を満たしていることを確認する。基地局200は、送信許可チャネルに無線リンク確立が有効であることを示す情報を付加してダウンリンク物理チャネル信号#2を移動局100に送信する(ステップ68)。

移動局100は、ダウンリンク物理チャネル信号#2を受信し、送信許可チャネルに無線リンクが有効であることを示す情報が設定されていることを認識する。ここで、移動局100と基地局200との間の無線リンクが確立する。以降、移動局100は、送信すべきユーザデータをこの確立した無線リンクを用いて送信する(ステップ69)。

このとき、移動局100と基地局200との間に無線リンクが確立するまでの時間は、2×tint+trttとなる。ここで、移動局100と基地局200間の往復時間trttは、移動局100がアップリンクの物理チャネル信号を送信してから、そのアップリンクの物理チャネル信号に対応するダウンリンクの物理チャネル信号を受信するまでの時間を示す。

特開2000−253097号公報
特開2001−251236号公報
特開2003−23428号公報
特開2003−318804号公報
特開2001−128235号公報
特開2003−333661号公報
特開平9−200848号公報
特開平9−298493号公報
特開2002−199447号公報
特開2002−335582号公報

概要

ランダムアクセス方式の無線通信システムにおいて、無線リンク確立の確実性が向上する無線通信システム、及び、基地局、移動局、無線リンク確立方法を提供する。移動局は、送信部と送信電力制御部と再送間隔制御部と受信部と再送制御部とを具備する。送信部は、無線リンク確立を基地局に要求するアップリンクの物理チャネル信号を基地局に送信する。送信電力制御部は、送信電力を決定する。再送間隔制御部は、再送間隔を決定する。受信部は、基地局の回答を示すダウンリンクの物理チャネル信号を受信する。再送制御部は、ダウンリンクの物理チャネル信号が要求の拒否を示すか否かを判定する。要求拒否の場合、再送制御部は、アップリンクの物理チャネル信号の再送信を指示する。移動局は、受信した要求の拒否を示すダウンリンクの物理チャネル信号の受信状態に基づいて送信条件を変更し、アップリンクの物理チャネル信号を再送信する。

目的

本発明の目的は、ランダムアクセス方式の無線通信システムにおいて、無線リンク確立の確実性が向上する無線通信システム、及び、基地局、移動局、無線リンク確立方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
1件

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請求項1

無線リンク確立基地局に要求するアップリンク物理チャネル信号を前記基地局に送信する送信部と、前記アップリンクの物理チャネル信号の送信電力を決定する送信電力制御部と、前記アップリンクの物理チャネル信号の送信タイミングを設定する再送間隔を決定する再送間隔制御部と、前記無線リンク確立の要求に対する前記基地局の回答を示すダウンリンクの物理チャネル信号を受信する受信部と、前記ダウンリンクの物理チャネル信号が前記要求の拒否を示すか否かを判定し、前記要求の拒否を示す場合に前記アップリンクの物理チャネル信号の再送信を指示する再送制御部とを具備し、受信した前記要求の拒否を示す前記ダウンリンクの物理チャネル信号の受信状態に基づいて送信条件を変更し、前記アップリンクの物理チャネル信号を再送信する移動局

請求項2

前記再送間隔制御部は、前記要求の拒否を示す前記ダウンリンクの物理チャネル信号を受信した回数を示す再送信回数に基づいて、前記再送間隔を決定する請求項1に記載の移動局。

請求項3

前記再送間隔制御部は、前記再送信回数の増加に対応して前記再送間隔を短縮する請求項2に記載の移動局。

請求項4

前記送信電力制御部は、前記要求の拒否を示す前記ダウンリンクの物理チャネル信号を受信した回数を示す再送信回数に基づいて、前記アップリンクの物理チャネル信号の送信電力を設定する請求項1から請求項3のいずれかに記載の移動局。

請求項5

前記送信電力制御部は、前記送信電力を前記再送信回数の増加に対応して増加する請求項4に記載の移動局。

請求項6

前記要求の拒否を示す前記ダウンリンクの物理チャネル信号の受信電力を測定するダウンリンク受信電力測定部を具備し、前記再送制御部は、前記受信電力に基づいて前記送信条件を変更した前記アップリンクの物理チャネル信号の再送信を指示する請求項1から請求項5のいずれかに記載の移動局。

請求項7

前記再送間隔制御部は、前記受信電力に基づいて前記再送間隔を決定する請求項6に記載の移動局。

請求項8

前記送信電力制御部は、前記受信電力に基づいて前記アップリンクの物理チャネル信号の送信電力を決定する請求項6または請求項7に記載の移動局。

請求項9

移動局から送信される無線リンク確立を要求するアップリンクの物理チャネル信号を受信する受信部と、前記アップリンクの物理チャネル信号に基づいて優先度を算出し、算出された前記優先度に基づいて前記無線リンク確立の要求を許可するか、或いは、却下するかを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいてダウンリンクの物理チャネル信号に前記判定結果を付加して前記移動局に送信する送信部とを具備する基地局。

請求項10

前記判定部は、前記却下を示す前記判定結果を受信した前記移動局が前記アップリンクの物理チャネル信号を再送信する回数を示す再送信回数に基づいて前記優先度を算出する請求項9に記載の基地局。

請求項11

前記判定部は、前記優先度を前記再送信回数に比例するように算出する請求項10に記載の基地局。

請求項12

前記アップリンクの物理チャネル信号に基づいてアップリンク受信電力を測定するアップリンク受信電力測定部を備え、前記判定部は、前記アップリンク受信電力に基づいて優先度を算出する請求項9から請求項11のいずれかに記載の基地局。

請求項13

前記判定部は、前記アップリンクの物理チャネル信号の受信間隔を測定し、前記受信間隔に基づいて前記優先度を算出する請求項9から請求項12のいずれかに記載の基地局。

請求項14

前記判定部は、前記優先度を新規の前記アップリンクの物理チャネル信号の受信時点と、1回目の再送信の前記アップリンクの物理チャネル信号の受信時点との間隔を示す第1受信間隔と、n−1回目の再送信の前記アップリンクの物理チャネル信号の受信時点と、n回目の再送信の前記アップリンクの物理チャネル信号の受信時点との間隔を示す第n受信間隔との比に比例するように算出する請求項13に記載の基地局。

請求項15

前記却下を示す前記判定結果を受信した前記移動局が前記アップリンクの物理チャネル信号を再送信する回数を示す再送信回数をnとし、前記アップリンクの物理チャネル信号の受信電力をPUL,nとし、新規の前記アップリンクの物理チャネル信号の受信時点と1回目の再送信の前記アップリンクの物理チャネル信号の受信時点との間隔を示す第1受信間隔をtINT,1とし、n−1回目の再送信の前記アップリンクの物理チャネル信号の受信時点とn回目の再送信の前記アップリンクの物理チャネル信号の受信時点との間隔を示す第n受信間隔をtINT,nとし、前記優先度をprnとすると、前記判定部は、prn=PUL,n×n×tINT,1/tINT,nにより前記優先度を算出する請求項13または請求項14に記載の基地局。

請求項16

請求項1から請求項8のいずれかに記載の複数の移動局と、請求項9から請求項15のいずれかに記載の少なくとも1つの基地局とを具備する無線通信システム

請求項17

ランダムアクセス方式の無線通信システムの移動局における無線リンク確立方法であって、無線リンク確立を基地局に要求するアップリンクの物理チャネル信号を前記基地局に送信するアップリンク送信テップと、前記アップリンクの物理チャネル信号の送信電力を決定する送信電力制御ステップと、前記アップリンクの物理チャネル信号の送信タイミングを設定する再送間隔を決定する再送信間隔制御ステップと、前記無線リンク確立の要求に対する前記基地局の回答を示すダウンリンクの物理チャネル信号を受信するダウンリンク受信ステップと、前記ダウンリンクの物理チャネル信号が前記要求の拒否を示すか否かを判定し、前記要求の拒否を示す場合に前記アップリンクの物理チャネル信号の再送信を指示する再送制御ステップとを具備し、受信した前記要求の拒否を示す前記ダウンリンクの物理チャネル信号の受信状態に基づいて送信条件を変更し、前記アップリンクの物理チャネル信号を再送信する無線リンク確立方法。

請求項18

前記再送間隔制御ステップは、前記要求の拒否を示す前記ダウンリンクの物理チャネル信号を受信した回数を示す再送信回数に基づいて、前記再送間隔を決定する請求項17に記載の無線リンク確立方法。

請求項19

前記送信電力制御ステップは、前記要求の拒否を示す前記ダウンリンクの物理チャネル信号を受信した回数を示す再送信回数に基づいて、前記アップリンクの物理チャネル信号の送信電力を決定する請求項17または請求項18に記載の無線リンク確立方法。

請求項20

前記要求の拒否を示す前記ダウンリンクの物理チャネル信号の受信電力を測定するダウンリンク受信電力測定ステップを具備し、前記再送制御ステップは、前記受信電力に基づいて前記送信条件を変更した前記アップリンクの物理チャネル信号の再送信を指示する請求項17から請求項19のいずれかに記載の無線リンク確立方法。

請求項21

前記再送間隔制御ステップは、前記受信電力に基づいて前記再送間隔を決定する請求項20に記載の無線リンク確立方法。

請求項22

前記送信電力制御ステップは、前記受信電力に基づいて前記アップリンクの物理チャネル信号の送信電力を決定する請求項20または請求項21に記載の移動局。

請求項23

ランダムアクセス方式の無線通信システムの基地局における無線リンク確立方法であって、移動局から送信される無線リンク確立を要求するアップリンクの物理チャネル信号を受信するアップリンク受信ステップと、前記アップリンクの物理チャネル信号に基づいて優先度を算出し、算出された前記優先度に基づいて前記無線リンク確立を許可するか或いは却下するかを判定する判定ステップと、前記判定ステップの判定結果に基づいてダウンリンクの物理チャネル信号に前記判定結果を付加して前記移動局に送信するダウンリンク送信ステップとを具備する無線リンク確立方法。

請求項24

前記判定ステップは、前記却下を示す前記判定結果を受信した前記移動局が前記アップリンクの物理チャネル信号を再送信する回数を示す再送信回数に基づいて前記優先度を算出する請求項23に記載の無線リンク確立方法。

請求項25

前記アップリンクの物理チャネル信号に基づいてアップリンク受信電力を測定するアップリンク受信電力測定ステップを備え、前記判定ステップは、前記アップリンク受信電力に基づいて優先度を算出する請求項23または請求項24に記載の無線リンク確立方法。

請求項26

前記判定ステップは、前記アップリンクの物理チャネル信号の受信間隔を測定し、前記受信間隔に基づいて前記優先度を算出する請求項23から請求項25のいずれかに記載の無線リンク確立方法。

技術分野

0001

本発明は、ランダムアクセス方式無線通信システムに関し、特に、競合を生じた時の無線リンク確立方法、及び、その確立方法を用いた基地局装置移動局装置に関する。

背景技術

0002

無線通信システムにおいて、通信路が多数の移動局により共有される場合、複数の移動局がその通信路を使用しようとするとき、競合が生じて通信ができなくなる。したがって、通信路を各移動局割り当てる何らかの規則プロトコル)が必要となる。特に衝突のあるプロトコルであるランダムアクセスにおいては、この規則が通信路の効率的利用、アクセス時間等に大きく影響する。

0003

例えば、特開2000−253097号公報によれば、国内微弱無線設備標準規格準拠データ通信無設備におけるリンク確立手順に関する技術が開示されている。無線データ通信制御装置は、発呼に際して送信開始直前使用予定周波数占有されていないことを確認し、再送回数に応じて再送待ち時間間隔、リンク確立後のデータ通信単位量を動的に変更する。また、無線データ通信制御装置は、使用する周波数チャネルを該当設備の設置場所無線電波状況に応じて前回利用チャネル履歴を記憶部に保持することによって該当履歴に基づき通信チャネルを選択することを可能とする。

0004

また、特開2001−251236号公報によれば、参照信号設定手段と送信手段とを具備する送信装置が開示されている。参照信号設定手段は、伝搬路状態、或いは、ランダムアクセスチャネル信号再送数に基づいて、ランダムアクセスチャネル信号に挿入する既知参照信号を設定する。送信手段は、設定された既知参照信号および通信の開始を要求する旨の情報を挿入したランダムアクセスチャネル信号を送信する。

0005

特開2003−23428号公報には、複数のマルチキャスト受信局との間で共通物理チャネルと個別物理チャネルを用いてマルチキャスト通信をおこなうマルチキャスト送信局に関する技術が開示されている。マルチキャスト送信局は、データ送信手段と、共通ポール通知手段と、選択手段と、個別ポール通知手段と、データ再送手段とを備える。データ送信手段は、複数のマルチキャスト受信局に対して共通物理チャネルを用いてマルチキャストデータを送信する。共通ポール通知手段は、複数のマルチキャスト受信局による送達確認通知を受信するために、共通物理チャネルを用いてポール付きマルチキャストデータを送信する。選択手段は、個別物理チャネル上で受信した送達確認通知に基づいて、個別ポール通知をおこなうマルチキャスト受信局を一つ選択する。個別ポール通知手段は、選択手段によって選択したマルチキャスト受信局に対して個別物理チャネルを用いてポール要求メッセージを送信する。データ再送手段は、選択手段によって選択したマルチキャスト受信局から個別物理チャネル上で受信した再送要求に基づいて、共通物理チャネルを用いてマルチキャストデータを再送する。

0006

特開2003−318804号公報によれば、無線移動局弱電界エリア受信電界が急激に変化するエリアに入った場合の無線リンク確立を維持する技術が開示されている。移動体通信システムは、無線基地局と、この無線基地局と無線通信回線を介して通信を行う無線移動局とを具備する。無線移動局は、無線基地局からの下り通信品質劣化の程度に応じて無線通信プロトコルレイヤ2又はレイヤ3の無線制御データを再送する再送制御手段を具備する。無線移動局は、通信品質が劣化した場合のみ再送制御パラメータを用いて再送処理を行う。

0007

特開2001−128235号公報によれば、少なくとも一つの基地局と、ユーザデータと制御データを交換する複数のターミナルを含むワイヤレスネットワークに係る技術が開示されている。このターミナルは、少なくとも一つのデータパケット送信容量割当てる第1の持続可能性に依存する予約メッセージを基地局に送る。基地局によって少なくとも一度受信された予約要求の更なる送信情報は、少なくとも別の持続可能性に依存する。

0008

特開2003−333661号公報によれば、スペクトラム拡散通信方式を使用した無線通信システムにおけるランダムアクセス制御方法に関する技術が開示されている。この移動通信システムでは、移動局は、発呼しようとする時にそのメッセージの送信に先立って基地局に対して、メッセージが発生したことを通知するためのRACH(Random Access Channnel)プリアンブルを送信する。基地局は、そのRACHプリアンブルを検出した時、AICH(Acquisition Indicator Channel)を移動局に送信する。移動局のRACHプリアンブル送信は、少なくともリソース使用率及び受信回線の状態に応じて制御される。

0009

特開平9−200848号公報によれば、基地局と複数の移動局からなり、スロット予約型ICMA−PE方式のPDCパケット移動通信装置に関する技術が開示されている。移動局は、衝突制御ビット処理部とランダムアクセス制御部とを備える。衝突制御ビット処理部は、基地局からの下り信号を取り込んで衝突制御ビットの処理を行なう。ランダムアクセス制御部は、衝突制御ビットの内容からランダムアクセスを制御する。移動局がスロット一括予約する際に、第1ユニットを第1スロットだけでなく、複数のスロットに連続して送信しうるようにして、スロット予約をできるようにする。

0010

特開平9−298493号公報によれば、送信すべき所望の送信用データ高周波信号に変換して送信する送信装置が開示されている。この送信装置は、擬似雑音生成部とタイミング決定部とデータ送信部とを備える。擬似雑音生成部は、擬似雑音符号コードを生成する。タイミング決定部は、擬似雑音生成部により生成された擬似雑音符号コードに同期して送信用データの送信タイミングを決定する。データ送信部は、タイミング決定部によって決定されたタイミングに基づいて一定時間内に所定回数のデータ送信を行う。

0011

特開2002−199447号公報によれば、交換機と複数の基地局とコードレス電話機とからなるシステムコードレス電話装置に関する技術が開示されている。交換機は、着呼信号の再送回数を設定する再送回数設定手段と、着呼信号の再送間隔を設定する再送間隔設定手段と、再送間隔設定手段および再送回数設定手段の再送動作を制御する再送制御手段とを備える。複数の基地局の各々は、交換機と有線回線で接続される。コードレス電話機は、複数の基地局に無線で接続される。このようなシステムコードレス電話装置において、再送回数設定手段は、複数の基地局のそれぞれがカバーする通信エリア毎に着呼信号の再送回数を設定する。

0012

特開2002−335582号公報によれば、デジタル移動体通信網を利用し、コネクションレス型パケット交換型通信を行う通信システムに関する技術が開示されている。このデジタル移動体通信システムでは、全ての基地局のスロットタイミングは同期し、全ての基地局は共通の周波数を使用する。移動局は、特定の基地局との間でリンク確立することなく、スロットタイミングに合せて任意にパケットを送出する。この移動局−基地局間の接続は、スロットアロハ方式が用いられる。

0013

このように、複数の移動局を有し、各移動局からのランダムアクセスを許容する無線通信システムにおいて、移動局は、ユーザチャネル信号を移動局から送信するために基地局との無線リンクを確立する必要がある。以下に、従来のランダムアクセス方式の無線リンク確立を行う無線通信システムが説明される。

0014

図1に無線通信システムの構成が示される。無線通信システムは、基地局200と移動局100−1、100−2、…、100−nを備える。移動局100−1、…、100−nは同じ機能を有し、説明を容易にするために何れかの移動局を説明するとき、移動局100として説明する。また、ここでは、基地局200は、1局で説明されるが、複数含むシステムであってもよい。

0015

移動局100は、ユーザチャネル送信が必要になった時、アップリンク送信要求チャネルを用いて、基地局200に対して無線リンク確立を要求する。基地局200は、受信した送信要求チャネルに基づいて移動局100との無線リンクの確立を許可するか否かを判定する。基地局200は、受信した送信要求チャネルに誤りが存在せず、移動局100に割り当てるユーザチャネルがある場合、移動局100からの送信要求を認め、送信許可チャネル送信許可を設定する。受信した送信要求チャネルに誤りがある場合、或いは、割り当てるユーザチャネルが無い場合、基地局200は要求却下を送信許可チャネルに設定する。

0016

基地局200は、送信の許可或いは無線リンク確立要求の却下をダウンリンクの送信許可チャネルを用いて移動局100に通知する。送信が許可された場合、移動局100は基地局200の指示にしたがってユーザチャネル信号を送信する。無線リンク確立要求が却下された場合、移動局100は再度無線リンク確立を要求する。

0017

図2に示されるように、移動局100は、ダウンリンク受信部901、送信許可チャネル復調部902、再送制御部903、アップリンク物理チャネル生成部904、送信電力制御部905、アップリンク送信部908を備える。

0018

ダウンリンク受信部901は、基地局200から送信されるダウンリンクの物理チャネル信号を受信する。受信したダウンリンクの物理チャネル信号は、送信許可チャネル復調部902に与えられる。

0019

送信許可チャネル復調部902は、ダウンリンクの物理チャネル信号を入力し、送信許可チャネルを復調する。復調された送信許可チャネルには無線リンク確立要求に対する基地局200の回答情報が含まれている。この回答情報は、再送制御部903に送られる。

0020

再送制御部903は、新規に無線リンク確立を要求するのか、回答情報に基づいて再要求するのかを判断し、アップリンク物理チャネル生成部904と、送信電力制御部905とを制御する。新規に無線リンク確立を要求する場合、再送制御部903は、アップリンク物理チャネル生成部904及び送信電力制御部905に対して新規送信を行うことを通知する。再要求の場合、再送制御部903は、アップリンク物理チャネル生成部904と送信電力制御部905とに送信要求チャネルを用いて再度無線リンク確立の要求を出力するように通知する。このとき、再送回数も併せて通知する。なお、回答情報がユーザチャネル送信許可を示す場合は、無線リンク確立が成立しているため、移動局100はユーザチャネル送信の手続移行する。

0021

アップリンク物理チャネル生成部904は、アップリンクの新規送信或いは再送信が通知されると、パイロットチャネルと送信要求チャネルとを生成して多重し、アップリンクの物理チャネル信号を生成する。生成されたアップリンクの物理チャネル信号は、アップリンク送信部908に送られる。

0022

送信電力制御部905は、再送制御部903から再送信回数が通知されると、再送信回数に対応する送信電力を求める。送信電力は、アップリンクの物理チャネル信号の再送信回数の増加に伴って段階的に大きくなるように制御される。求められた送信電力の強さは、アップリンク送信部908に通知される。

0023

アップリンク送信部908は、通知された送信電力の強さに基づいて送信電力を調整し、アップリンク物理チャネル生成部904から供給されるアップリンクの物理チャネル信号を基地局200に送信する。ここで、送信要求チャネルを含む信号を再送信する間隔は一定である。

0024

一方、基地局200は、図2に示されるように、アップリンク受信部911、送信要求チャネル復調部912、アップリンク受信電力測定部913、スケジューリング部914、ダウンリンク物理チャネル生成部915、ダウンリンク送信部916を備える。

0025

アップリンク受信部911は、移動局100から送信されるアップリンクの物理チャネル信号を受信する。受信された物理チャネル信号は、送信要求チャネル復調部912とアップリンク受信電力測定部913とに出力される。

0026

送信要求チャネル復調部912は、アップリンクの物理チャネル信号を復調する。復調された送信要求チャネルには、送信要求チャネルを出力した移動局100を識別する識別情報が含まれる。復調された送信要求チャネルは、スケジューリング部914に出力される。

0027

アップリンク受信電力測定部913は、入力されるアップリンクの物理チャネルに多重化されているパイロットチャネルを分離する。アップリンク受信電力測定部913は、このパイロットチャネルに基づいて、アップリンクの受信電力を測定する。測定された受信電力の強さは、スケジューリング部914に出力される。

0028

スケジューリング部914は、送信要求チャネル復調部912から入力される送信要求チャネルに基づいて、無線リンク確立を要求している移動局100を特定する。また、スケジューリング部914は、アップリンク受信電力測定部913から入力されるアップリンクの受信電力の強さに基づいて、移動局100との間の無線リンク確立を許可するか、或いは、却下するかを判定するスケジューリングを行う。このスケジューリングにおいて、スケジューリング部914は、アップリンクの受信電力の大きい移動局100を優先して無線リンク確立を許可する。この判定結果は、ダウンリンク物理チャネル生成部915に通知される。

0029

ダウンリンク物理チャネル生成部915は、スケジューリング部914から通知される判定結果を送信許可チャネルに付加する。ダウンリンク物理チャネル生成部915は、判定結果を付加された送信許可チャネルとパイロットチャネルとを多重してダウンリンクの物理チャネル信号を生成する。生成されたダウンリンクの物理チャネル信号は、ダウンリンク送信部916に出力される。

0030

ダウンリンク送信部916は、ダウンリンク物理チャネル生成部915から入力されるダウンリンクの物理チャネル信号を移動局100に送信する。

0031

図3を参照して、従来の無線通信システムの無線リンク確立の動作が説明される。無線リンク確立は、移動局100から開始される。移動局100は、基地局200に対して送信すべきユーザデータが生じた時、新規の無線リンク確立を要求することを示すアップリンク物理チャネル信号#0を送信する(ステップ61)。

0032

基地局200は、無線リンク確立要求の物理チャネル信号#0を受信する。基地局200は、スケジューリングアルゴリズムに基づいて、この要求を許可するか、却下するかを判定する。図3に示される最初の要求の場合、許可される条件が満たされていない。基地局200は、送信許可チャネルに却下を示す情報を付加し、ダウンリンク物理チャネル信号#0を移動局100に送信する(ステップ62)。

0033

移動局100は、ダウンリンク物理チャネル信号#0を受信し、無線リンク確立の要求が却下されたことを認識する。移動局100は、再送信を準備し、待機状態になる(ステップ63)。

0034

移動局100は、再送信待機時間tint経過後、1回目の再送信であるアップリンク物理チャネル信号#1を基地局200に送信する(ステップ64)。

0035

基地局200は、移動局100の1回目の再送信である物理チャネル信号#1を受信する。この要求も再度条件を満たさず、基地局200は、送信許可チャネルに却下を示す情報を付加してダウンリンク物理チャネル信号#1を移動局100に送信する(ステップ65)。

0036

移動局100は、ダウンリンク物理チャネル信号#1を受信し、1回目の再送信の無線リンク確立要求が却下されたことを認識する。移動局100は、再送信を準備して待機状態になる(ステップ66)。

0037

移動局100は、更に再送信待機時間tint経過後、2回目の再送信であるアップリンク物理チャネル信号#2を基地局200に送信する(ステップ67)。

0038

基地局200は、2回目の再送信物理チャネル信号#2を受信する。基地局200は、このときの要求が条件を満たしていることを確認する。基地局200は、送信許可チャネルに無線リンク確立が有効であることを示す情報を付加してダウンリンク物理チャネル信号#2を移動局100に送信する(ステップ68)。

0039

移動局100は、ダウンリンク物理チャネル信号#2を受信し、送信許可チャネルに無線リンクが有効であることを示す情報が設定されていることを認識する。ここで、移動局100と基地局200との間の無線リンクが確立する。以降、移動局100は、送信すべきユーザデータをこの確立した無線リンクを用いて送信する(ステップ69)。

0040

このとき、移動局100と基地局200との間に無線リンクが確立するまでの時間は、2×tint+trttとなる。ここで、移動局100と基地局200間の往復時間trttは、移動局100がアップリンクの物理チャネル信号を送信してから、そのアップリンクの物理チャネル信号に対応するダウンリンクの物理チャネル信号を受信するまでの時間を示す。

0041

特開2000−253097号公報
特開2001−251236号公報
特開2003−23428号公報
特開2003−318804号公報
特開2001−128235号公報
特開2003−333661号公報
特開平9−200848号公報
特開平9−298493号公報
特開2002−199447号公報
特開2002−335582号公報

発明が解決しようとする課題

0042

このように、ランダムアクセス方式による無線リンク確立方法において、各移動局からのアップリンクの物理チャネル信号の再送信の間隔が一定である場合、他の移動局のアップリンクの物理チャネル信号と衝突する可能性がある。衝突した場合には、物理チャネル信号間の干渉により物理チャネル信号に誤りが発生し、無線リンク確立はできない。

0043

また、通信状態の良好な特定の移動局が優先的に無線リンクが確立される可能性が高く、通信状態の不良な移動局の無線リンクは、確立できないことになる。即ち、全移動局平等に無線リンクの確立ができない可能性が高い。

0044

本発明の目的は、ランダムアクセス方式の無線通信システムにおいて、無線リンク確立の確実性が向上する無線通信システム、及び、基地局、移動局、無線リンク確立方法を提供することにある。

0045

本発明の他の目的は、全ての移動局において平等に無線リンク確立ができる無線通信システム、及び、基地局、移動局、無線リンク確立方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0046

以下に、[発明を実施するための最良の形態]で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための最良の形態]との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

0047

本発明の観点では、無線通信システムの移動局(100)は、送信部(108)と、送信電力制御部(106)と、再送間隔制御部(107)と、受信部(101)と、再送制御部(104)とを具備する。送信部(108)は、無線リンク確立を基地局に要求するアップリンクの物理チャネル信号を基地局(200)に送信する。送信電力制御部(106)は、アップリンクの物理チャネル信号の送信電力を決定する。再送間隔制御部(107)は、アップリンクの物理チャネル信号の送信タイミングを設定する再送間隔を決定する。受信部(101)は、無線リンク確立の要求に対する基地局(200)の回答を示すダウンリンクの物理チャネル信号を受信する。再送制御部(104)は、ダウンリンクの物理チャネル信号が要求の拒否を示すか否かを判定する。ダウンリンクの物理チャネル信号が要求の拒否を示す場合、再送制御部(104)は、アップリンクの物理チャネル信号の再送信を指示する。移動局(100)は、受信した要求の拒否を示すダウンリンクの物理チャネル信号の受信状態に基づいて送信条件を変更し、アップリンクの物理チャネル信号を再送信する。

0048

本発明において、再送間隔制御部(107)は、要求の拒否を示すダウンリンクの物理チャネル信号を受信した回数を示す再送信回数に基づいて、再送間隔を決定する。このとき、再送間隔制御部(107)は、再送信回数の増加に対応して再送間隔を短縮する。

0049

本発明において、送信電力制御部(106)は、要求の拒否を示すダウンリンクの物理チャネル信号を受信した回数を示す再送信回数に基づいて、アップリンクの物理チャネル信号の送信電力を設定する。この送信電力は、再送信回数の増加に対応して増加することが好ましい。

0050

本発明の移動局(100)は、要求の拒否を示すダウンリンクの物理チャネル信号の受信電力を測定するダウンリンク受信電力測定部(103)を具備する。移動局(100)は、測定された受信電力に基づいて送信条件を変更し、アップリンクの物理チャネル信号を再送信する。

0051

本発明において、再送間隔制御部(107)は、測定された受信電力に基づいて再送間隔を決定する。また、送信電力制御部(106)は、測定された受信電力に基づいてアップリンクの物理チャネル信号の送信電力を決定する。

0052

本発明の他の観点では、無線通信システムの基地局(200)は、受信部(201)と、判定部(204)と、送信部(205、208)とを具備する。受信部(201)は、移動局(100)から送信される無線リンク確立を要求するアップリンクの物理チャネル信号を受信する。判定部(204)は、アップリンクの物理チャネル信号に基づいて優先度を算出する。判定部(204)は、算出された優先度に基づいて無線リンク確立の要求を許可するか、或いは、却下するかを判定する。送信部(205、208)は、判定部(204)の判定結果に基づいてダウンリンクの物理チャネル信号に判定結果を付加して移動局に送信する。

0053

本発明の判定部(204)は、再送信回数に基づいて優先度を算出する。再送信回数は、却下を示す判定結果を受信した移動局(100)がアップリンクの物理チャネル信号を再送信する回数を示す。この優先度は、再送信回数に比例することが好ましい。

0054

また、本発明の基地局(200)は、アップリンク受信電力測定部(203)を備える。アップリンク受信電力測定部(203)は、アップリンクの物理チャネル信号に基づいてアップリンク受信電力を測定する。判定部(204)は、このアップリンク受信電力に基づいて優先度を算出してもよい。

0055

さらに、判定部(204)は、アップリンクの物理チャネル信号の受信間隔を測定し、その受信間隔に基づいて優先度を算出してもよい。そのとき、優先度は、第1受信間隔と第n受信間隔との比に比例することが好ましい。第1受信間隔は、新規のアップリンクの物理チャネル信号の受信時点と、1回目の再送信のアップリンクの物理チャネル信号の受信時点との間隔を示し、第n受信間隔は、n−1回目の再送信のアップリンクの物理チャネル信号の受信時点と、n回目の再送信のアップリンクの物理チャネル信号の受信時点との間隔を示す。

0056

本発明において、判定部(204)は、prn=PUL,n×n×tINT,1/tINT,n により優先度prnを算出する。ここで、再送信回数nは、却下を示す判定結果を受信した移動局(100)が、アップリンクの物理チャネル信号を再送信する回数を示す。受信電力PUL,nは、アップリンクの物理チャネル信号の受信電力を示す。第1受信間隔をtINT,1は、新規のアップリンクの物理チャネル信号の受信時点と、1回目の再送信のアップリンクの物理チャネル信号の受信時点との間隔を示す。第n受信間隔tINT,nは、n−1回目の再送信のアップリンクの物理チャネル信号の受信時点と、n回目の再送信のアップリンクの物理チャネル信号の受信時点との間隔を示す。

0057

本発明において、ランダムアクセス方式の無線通信システムは、上記に示される複数の移動局と、上記に示される少なくとも1つの基地局とを具備する。

0058

また、本発明の他の観点では、ランダムアクセス方式の無線通信システムの移動局(100)における無線リンク確立方法は、アップリンク送信ステップと、送信電力制御ステップと、再送信間隔制御ステップと、ダウンリンク受信ステップと、再送制御ステップとを具備する。無線リンク確立方法は、これらのステップにより、受信した要求の拒否を示すダウンリンクの物理チャネル信号に基づいて送信条件を変更し、アップリンクの物理チャネル信号を再送信して無線リンクを確立する方法である。アップリンク送信ステップは、無線リンク確立を基地局(200)に要求するアップリンクの物理チャネル信号を基地局(200)に送信する。送信電力制御ステップは、アップリンクの物理チャネル信号の送信電力を決定する。再送信間隔制御ステップは、アップリンクの物理チャネル信号の送信タイミングを設定する再送間隔を決定する。ダウンリンク受信ステップは、無線リンク確立の要求に対する基地局の回答を示すダウンリンクの物理チャネル信号を受信する。再送制御ステップは、ダウンリンクの物理チャネル信号が要求の拒否を示すか否かを判定し、要求の拒否を示す場合にアップリンクの物理チャネル信号の再送信を指示する。

0059

本発明の無線リンク確立方法において、再送間隔制御ステップは、再送信回数に基づいて、再送間隔を決定する。再送信回数は、要求の拒否を示すダウンリンクの物理チャネル信号を移動局(100)が受信した回数である。また、この再送信回数に基づいて、送信電力制御ステップは、アップリンクの物理チャネル信号の送信電力を決定する。

0060

本発明の無線リンク確立方法は、ダウンリンク受信電力測定ステップを具備する。ダウンリンク受信電力測定ステップは、要求の拒否を示すダウンリンクの物理チャネル信号の受信電力を測定する。測定した受信電力に基づいて送信条件が変更され、アップリンクの物理チャネル信号は再送信される。

0061

測定された受信電力に基づく送信条件として、再送間隔制御ステップにおいて、再送間隔が決定されてもよいし、送信電力制御ステップにおいて、アップリンクの物理チャネル信号の送信電力が決定されてもよい。

0062

さらに、本発明の他の観点では、ランダムアクセス方式の無線通信システムの基地局(200)における無線リンク確立方法は、アップリンク受信ステップと、判定ステップと、ダウンリンク送信ステップとを具備する。アップリンク受信ステップは、移動局(100)から送信される無線リンク確立を要求するアップリンクの物理チャネル信号を受信する。判定ステップは、アップリンクの物理チャネル信号に基づいて優先度を算出し、算出された優先度に基づいて無線リンク確立を許可するか或いは却下するかを判定する。ダウンリンク送信ステップは、判定ステップの判定結果に基づいてダウンリンクの物理チャネル信号に判定結果を付加して移動局(100)に送信する。

0063

本発明の無線リンク確立方法において、判定ステップは、再送信回数に基づいて優先度を算出する。再送信回数は、却下を示す判定結果を受信した移動局(100)がアップリンクの物理チャネル信号を再送信する回数を示す。

0064

本発明の無線リンク確立方法は、アップリンク受信電力測定ステップを備える。アップリンク受信電力測定ステップは、アップリンクの物理チャネル信号に基づいてアップリンク受信電力を測定する。このアップリンク受信電力に基づいて、判定ステップは、優先度を算出する。また、判定ステップは、アップリンクの物理チャネル信号の受信間隔を測定し、その受信間隔に基づいて優先度を算出してもよい。

発明の効果

0065

本発明によれば、無線リンク確立の確実性が向上する無線通信システム、及び、基地局、移動局、無線リンク確立方法を提供することができる。

0066

また、本発明によれば、全ての移動局において平等に無線リンク確立ができる無線通信システム、及び、基地局、移動局、無線リンク確立方法を提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

0067

図を参照して、本発明を実施するための最良の形態が説明される。無線通信システムは、図1に示されるように、基地局200と、移動局100−1、100−2、…、100−nとを具備する。ランダムアクセス型の無線通信システムにおいて、移動局100−i(i=1、…、n)から基地局200に対して送信すべきユーザデータが生じた場合、移動局100−iは、まず、基地局200に対してユーザデータを送信するための無線リンクを確立する必要がある。移動局100−iは、アップリンクの送信要求チャネルを含む信号を用いて基地局200に対して無線リンク確立を要求する。基地局200は、受信した送信要求チャネルに基づいて、移動局100−iとの無線リンクの確立を許可するか否かを判定し、送信の許可、或いは無線リンク確立要求の却下をダウンリンクの送信許可チャネルを用いて移動局100−iに通知する。移動局100−iは、送信が許可された場合、指示にしたがってユーザチャネルを用いてユーザデータを送信する。無線リンク確立要求が却下された場合、移動局100は再度無線リンク確立を要求する。

0068

移動局100は、図4に示されるように、ダウンリンク受信部101、送信許可チャネル復調部102、ダウンリンク受信電力測定部103、再送制御部104、アップリンク物理チャネル生成部105、送信電力制御部106、再送間隔制御部107、アップリンク送信部108を具備する。

0069

ダウンリンク受信部101は、基地局200から送信されるダウンリンクの物理チャネル信号を受信する。受信したダウンリンクの物理チャネル信号は、送信許可チャネル復調部102とダウンリンク受信電力測定部103とに供給される。

0070

送信許可チャネル復調部102は、ダウンリンクの物理チャネル信号を入力し、送信許可チャネルを復調する。復調された送信許可チャネルには無線リンク確立要求に対する基地局200の回答情報が含まれている。この回答情報は、再送制御部104に送られる。

0071

ダウンリンク受信電力測定部103は、ダウンリンクの物理チャネル信号から多重されているパイロットチャネルを抽出し、そのパイロットチャネルに基づいてダウンリンクの受信電力を測定する。ダウンリンクの受信電力値は、送信電力制御部106と再送間隔制御部107とに送られる。

0072

再送制御部104は、新規に無線リンク確立を要求するのか、回答情報に基づいて再要求するのかを判断し、アップリンク物理チャネル生成部105と送信電力制御部106と再送間隔制御部107とを制御する。新規に無線リンク確立を要求する場合、再送制御部104は、アップリンク物理チャネル生成部105と送信電力制御部106と再送間隔制御部107に、新規に無線リンク確立の送信を行うことを通知する。無線リンク確立を再要求する場合、再送制御部105は、アップリンク物理チャネル生成部105と送信電力制御部106と再送間隔制御部107に対してアップリンクの物理チャネル信号の再送信を行うことと再送信回数とを通知する。なお、回答情報がユーザチャネル送信許可を示す場合は、無線リンク確立が成立しているため、移動局100はユーザチャネル送信の手続に移行する。

0073

アップリンク物理チャネル生成部105は、アップリンクの物理チャネル信号の新規送信が通知されると新たに送信要求チャネルを生成する。アップリンクの物理チャネル信号の再送信が通知されると、アップリンク物理チャネル生成部105は、前回送信した送信要求チャネルを生成する。アップリンク物理チャネル生成部105は、再送回数が付加された送信要求チャネルとパイロットチャネルとを多重し、アップリンクの物理チャネル信号を生成する。このアップリンクの物理チャネル信号は、アップリンク送信部108に出力される。

0074

送信電力制御部106は、再送制御部104から入力される再送信回数と、ダウンリンク受信電力測定部103から入力されるダウンリンクの受信電力値とに基づいて、アップリンクの物理チャネル信号の送信電力を決定する。送信電力制御部106は、図5に示されるように、アップリンクの物理チャネル信号の送信電力PTX,nの値を決定する際に参照する送信電力決定テーブルを備える。ここで、nはアップリンク物理チャネル信号の再送信回数を示す。再送信回数nは、1回からN回までとする。また、受信電力PDLは、P’DL,xを受信電力閾値として、その範囲がX個に分割される。xはX個に分割された受信電力範囲のいずれであるかを示す。受信電力閾値P’DL,xは、次の条件を満たすものとする。
P’DL,0<P’DL,1<P’DL,2<…<P’DL,X−1<P’DL,X

0075

即ち、第1受信電力範囲は、受信電力P’DL,0〜P’DL,1、第2受信電力範囲は、受信電力P’DL,1〜P’DL,2、第X受信電力範囲は、受信電力P’DL,X−1〜P’DL,Xとなる。但し、アップリンクの物理チャネル信号の送信電力の初期値(最初の送信要求チャネルを含む信号の送信電力)をPTX,0とするとき、テーブル中の送信電力PTX,nxは、次の条件を満たすものとする。
PTX,0<PTX,10<PTX,11<PTX,12<…<PTX,1X 、
PTX,20<PTX,21<PTX,22<…<PTX,2X 、…、
PTX,n0<PTX,n1<PTX,n2<…<PTX,nX 、…、
PTX,N0<PTX,N1<PTX,N2<…<PTX,NX

0076

従って、再送信回数がn、受信電力PDLが第x受信電力範囲であるとき、送信電力値PTX,nは、送信電力決定テーブルからPTX,nxとなる。なお、この送信電力決定テーブルは、移動局100毎に設定可能とする。決定された送信電力値PTX,nは、アップリンク送信部108に通知される。

0077

再送間隔制御部107は、再送制御部104から入力される再送信回数と、ダウンリンク受信電力測定部103から入力されるダウンリンクの受信電力値とに基づいて、アップリンクの物理チャネル信号の再送信間隔を決定する。再送間隔制御部107は、図6に示されるように、再送信間隔tINT,nの値を決定する際に参照する再送間隔決定テーブルを備える。ここで、nはアップリンク物理チャネル信号の再送信回数を示す。再送信回数nは、1回からN回までとする。初めて再送信するまでの間隔、即ち、再送信間隔の初期値は、tINT,0が設定されている。また、受信電力PDLは、P’DL,xを受信電力閾値として、その範囲がX個に分割される。xはX個に分割された受信電力範囲のいずれであるかを示す。受信電力閾値P’DL,xは、次の条件を満たすものとする。
P’DL,0<P’DL,1<P’DL,2<…<P’DL,X−1<P’DL,X

0078

即ち、第1受信電力範囲は、受信電力P’DL,0〜P’DL,1、第2受信電力範囲は、受信電力P’DL,1〜P’DL,2、第X受信電力範囲は、受信電力P’DL,X−1〜P’DL,Xとなる。ここでは、図5に示される送信電力決定テーブルと同じX個に分割しているものとするが、異なってもよい。また、再送信間隔tINT,nxは、次の条件を満足するものとする。
tINT,10<tINT,11<tINT,12<…<tINT,1X 、
tINT,20<tINT,21<tINT,22<…<tINT,2X 、…、
tINT,n0<tINT,n1<tINT,n2<…<tINT,nX 、…、
tINT,N0<tINT,N1<tINT,N2<…<tINT,NX

0079

従って、再送信回数n、測定したダウンリンクの受信電力PDLが第x受信電力範囲であるとき、再送信間隔tINT,nは再送間隔決定テーブルからtINT,nxとなる。この再送間隔決定テーブルも移動局100毎に設定可能とする。このように決定された再送信間隔tINT,nは、アップリンク送信部108に通知される。

0080

アップリンク送信部108は、再送間隔制御部107から指示される再送信間隔だけ待機した後、送信電力生成部106から指示される送信電力で、アップリンク物理チャネル生成部105から入力されるアップリンクの物理チャネル信号を基地局200に送信する。

0081

基地局200は、アップリンク受信部201、送信要求チャネル復調部202、アップリンク受信電力測定部203、スケジューリング部204、ダウンリンク物理チャネル生成部205、ダウンリンク送信部208を具備する。

0082

アップリンク受信部201は、移動局100から送信されたアップリンクの物理チャネル信号を受信する。アップリンクの物理チャネル信号は、送信要求チャネル復調部202とアップリンク受信電力測定部203とに供給される。

0083

送信要求チャネル復調部202は、アップリンク受信部201からアップリンクの物理チャネル信号を入力し、送信要求チャネルを復調する。復調された送信要求チャネルには、送信元の移動局を識別する情報、送信回数等の移動局情報が含まれる。この移動局情報は、スケジューリング部204に送られる。

0084

アップリンク受信電力測定部203は、アップリンク受信部201から入力されるアップリンクの物理チャネル信号から多重されているパイロットチャネルを抽出し、そのパイロットチャネルに基づいてアップリンクの受信電力PUL,nを測定する。アップリンクの受信電力値は、スケジューリング部204に送られる。

0085

スケジューリング部204は、送信要求チャネル復調部202から移動局情報を、アップリンク受信電力測定部203からアップリンクの受信電力値を入力する。移動局情報は、無線リンク確立の要求を出した移動局100を識別する情報と、送信要求チャネルを含む信号の再送信回数とを含み、スケジューリング部204は、移動局100を特定し、その再送信回数を検出する。また、スケジューリング部204は、移動局毎の再送信された送信要求チャネルを含む信号の受信間隔比を測定する。この送信要求チャネルを含む信号の受信間隔比、及び、再送信回数とアップリンクの受信電力値とに基づいて、スケジューリング部204は、移動局100と基地局200との間の無線リンク確立の許可が有効であるか、或いは、無効であるかを判定する。スケジューリング部204は、再送信回数の多い移動局100を優先して無線リンク確立の許可を有効にする。判定結果は、ダウンリンク物理チャネル生成部205に通知される。

0086

ここで、この判定の詳細が説明される。まず、送信要求チャネルの復調結果に誤りが無いことを確認する。誤りがある場合、以下の判定を行う以前に無線リンク確立の許可は無効となる。スケジューリングは、無線リンク確立を要求している移動局100のうち、優先度係数prnが最大となる移動局100を優先的にアップリンクのユーザチャネルに割り当てる。再送信回数をn、アップリンクの受信電力をPUL,n、アップリンクの受信間隔をtINT,nとすると、優先度係数prnは、次式により算出される。

0087

prn=PUL,n×n×tINT,1/tINT,n …(1)
但し、移動局100からの新規のアップリンクの物理チャネル信号の送信の場合、tINT,n=tINT,1 即ち、prn=PUL,nとする。なお、tINT,1/tINT,nは、1回目の再送間隔と今回(n回目)の再送間隔との比、即ち、再送信された送信要求チャネルの受信間隔比である。この優先度係数prnは、アップリンクの受信電力が大きいほど、再送回数が大きいほど、送信要求チャネルの受信間隔が短くなるほど、大きくなる。従って、再送信を重ねた移動局100が優先されやすいことが分かる。

0088

ダウンリンク物理チャネル生成部205は、スケジューリング部204から無線リンク確立許可の有効/無効の判定結果を通知され、その判定結果を送信許可チャネルに付加する。ダウンリンク物理チャネル生成部205は、この送信許可チャネルとパイロットチャネルとを多重してダウンリンクの物理チャネル信号を生成する。生成されたダウンリンクの物理チャネル信号は、ダウンリンク送信部208に供給される。

0089

ダウンリンク送信部208は、ダウンリンク物理チャネル生成部205から供給されるダウンリンクの物理チャネル信号を移動局100に対して送信する。

0090

次に、図を参照して、移動局100と基地局200との間でランダムアクセス方式での無線リンク確立する動作が説明される。

0091

図7を参照して、基地局200との間の無線リンク確立を図るときの移動局100の動作が説明される。

0092

移動局100は、例えば、基地局200に送信すべきユーザデータが生じると、新規の無線リンク確立を開始する。まず、再送制御部104は、アップリンク送信の準備として、アップリンク物理チャネル生成部105と送信電力制御部106と再送間隔制御部107に対して新規の無線リンク確立を開始することを通知し、初期設定を促す。このとき、再送制御部104は再送信回数n(=0)を通知する。送信電力制御部106は、再送信回数n=0に基づいて、初期送信電力値PTX,0をアップリンクの物理チャネル信号の送信電力値とする。この初期送信電力値PTX,0は、送信電力制御部106に保持され、移動局100毎に設定されることが好ましい。再送間隔制御部107は、再送信回数n=0に基づいて、再送信間隔tINT,nとして再送信間隔初期値tINT,0を設定する。この再送信間隔初期値tINT,0は、再送間隔制御部107に保持され、移動局100毎に設定されることが好ましい。送信電力制御部106で決定された送信電力値と再送間隔制御部107で決定された再送信間隔は、アップリンク送信部108に通知される(ステップS10)。

0093

アップリンク物理チャネル生成部105は、送信要求チャネルとパイロットチャネルを多重し、アップリンクの物理チャネル信号を生成する。この送信要求チャネルには再送制御部104から与えられる再送信回数n(=0)と移動局100を識別する情報が付加される。アップリンク物理チャネル生成部105は、アップリンクの物理チャネル信号をアップリンク送信部108に出力する。アップリンク送信部108は、送信電力制御部106で決定された送信電力値と再送間隔制御部107で決定された再送信間隔に基づいて、アップリンク物理チャネル生成部105で生成されたアップリンクの物理チャネル信号を基地局200に対して送信する(ステップS12)。

0094

移動局100は、アップリンクの物理チャネル信号を送信すると、基地局200からのダウンリンク受信待ちになる。基地局200は、移動局100からの送信要求を処理し、結果をダウンリンクで通知する。移動局100のダウンリンク受信部101は、基地局200から送信されるダウンリンクの物理チャネル信号を受信し、送信許可チャネル復調部102とダウンリンク受信電力測定部103とに供給する。送信許可チャネル復調部102は、ダウンリンクの物理チャネル信号から送信許可チャネルを復調し、無線リンク確立要求に対する基地局200の回答情報を再送制御部104に出力する。ダウンリンク受信電力測定部103は、ダウンリンクの物理チャネル信号から多重されているパイロットチャネルを抽出し、そのパイロットチャネルに基づいてダウンリンクの受信電力PDL,nを測定する。その受信電力値は、送信電力制御部106と再送間隔制御部107とに出力する(ステップS14)。

0095

再送制御部105は、回答情報に基づいて、アップリンクのユーザチャネル送信が許可されたか否かを判定する(ステップS16)。送信許可であれば(ステップS16−許可)、アップリンクのユーザチャネル送信を開始し、移動局100と基地局200との間の無線リンク確立の処理が完了する。却下の場合(ステップS16−却下)、移動局100と基地局200の間の無線リンク確立はできない。そのため、移動局100は、アップリンクの物理チャネル再送信の手順に移行する。

0096

再送信回数nが歩進される。即ち、新規の無線リンク確立要求が却下されたとき、再送信回数nは1となる。送信電力制御部106は、この再送信回数nと、ダウンリンクの受信電力PDL,nとに基づいて、送信電力決定テーブル(図5)を参照し、無線リンク確立要求を再送するアップリンクの物理チャネル信号の送信電力PTX,nを決定する。再送間隔制御部107は、再送信回数nと、ダウンリンクの受信電力PDL,nとに基づいて、再送間隔決定テーブル(図6)を参照し、無線リンク確立要求を再送するアップリンクの物理チャネル信号の送信間隔tINT,nを決定する。即ち、却下された無線リンク確立要求を送信した時点から送信間隔tINT,n後に、次の無線リンク確立要求が送信されることになる(ステップS18)。ステップS12に戻り、決定された送信電力PTX,nと送信間隔tINT,nとに基づいて、アップリンクの物理チャネル信号が再送される。移動局100は、無線リンク確立が完了するまで、ステップS12からステップS18を繰り返す。

0097

次に、移動局100から無線リンク確立要求があったときの基地局200の動作が、図8を参照して説明される。

0098

基地局200において、アップリンク受信部201は、移動局100から送信されたアップリンクの物理チャネル信号を受信し、送信要求チャネル復調部202、アップリンク受信電力測定部203に供給する。アップリンク受信電力測定部203は、アップリンクの物理チャネル信号から多重されているパイロットチャネルを抽出し、そのパイロットチャネルに基づいてアップリンクの受信電力PUL,nを測定する。送信要求チャネル復調部202は、アップリンクの物理チャネル信号に多重されている送信要求チャネルを復調し、移動局情報を抽出する。アップリンクの受信電力PUL,nと移動局情報は、スケジューリング部204に出力される(ステップS20)。

0099

スケジューリング部204は、送信要求チャネルの復調結果、受信電力に基づいて移動局100の送信許可要求可否を判定する。まず、スケジューリング部204は、送信要求チャネルの復調結果に誤りが有るか否かを検査する。復調結果に誤りが有れば、その移動局100の送信許可要求を却下する。復調結果に誤りの無い移動局100の送信許可要求の可否が判定される。スケジューリング部204は、移動局100毎に優先度係数prnを算出する。優先度係数Prnは、先に説明されたように、prn=PUL,n×n×tINT,1/tINT,n で算出される。算出された優先度係数prnが最大である移動局100−mがアップリンクのユーザチャネルを割り当てられる。即ち、その移動局100−mの送信許可要求は許可され、他の移動局100は、その送信許可要求が却下される(ステップS22)。

0100

移動局100からの送信許可要求の可否判定の結果は、移動局100に送信される。ダウンリンク物理チャネル生成部205は、スケジューリング部204が判定した送信許可要求の可否判定結果を送信許可チャネルに付加する。ダウンリンク物理チャネル生成部205は、その送信許可チャネルとパイロットチャネルを多重してダウンリンクの物理チャネル信号を生成する。生成されたダウンリンクの物理チャネル信号は、ダウンリンク送信部208により移動局100に対して送信される(ステップS24)。基地局200は、移動局100から送信許可要求を受信するたびに、これを繰り返す。なお、移動局100に割り当てるダウンリンクのユーザチャネルが無い場合(資源が無い場合)、上記判定の結果の如何にかかわらず送信許可要求は全て却下される。

0101

次に、移動局100と基地局200との間の動作タイミングが説明される。再送信2回目で無線リンクが確立した移動局100と基地局200の動作タイミングが、図9に示される。

0102

移動局100は、基地局200に対して送信すべきユーザデータが生じた時、新規の無線リンク確立を要求することを示すアップリンク物理チャネル信号#0を送信する(ステップ71)。

0103

基地局200は、無線リンク確立要求の物理チャネル信号#0を受信する。基地局200は、この要求を許可するか、却下するかを判定する。この新規の無線リンク確立要求は、誤りが検出されたか、優先度係数prnが低いことにより許可される条件を満たしていないため、却下される。基地局200は、送信許可チャネルに却下を示す情報を付加し、ダウンリンク物理チャネル信号#0を移動局100に送信する(ステップ72)。

0104

移動局100は、ダウンリンク物理チャネル信号#0を受信して、無線リンク確立の要求が却下されたことを認識する。移動局100の再送制御部104は、再送信を準備し、待機状態になる(ステップ73)。このとき、再送信回数n=1と受信電力PDL,0に基づいて、再送間隔tINT,1と送信電力PTX,1とが算出され、アップリンク送信部108に設定される。

0105

移動局100は、再送信待機時間tINT,1経過後、1回目の再送信であるアップリンク物理チャネル信号#1を送信電力PTX,1で基地局200に送信する(ステップ74)。

0106

基地局200は、移動局100の1回目の再送信である物理チャネル信号#1を受信する。受信電力PUL,1が増大し、再送信回数nが“1”になり、優先度係数pr1は上昇するが、この要求も条件を満たさないものとする。従って、基地局200は、送信許可チャネルに却下を示す情報を付加してダウンリンク物理チャネル信号#1を移動局#1に送信する(ステップ75)。

0107

移動局100は、ダウンリンク物理チャネル信号#1を受信し、1回目の再送信の無線リンク確立要求が却下されたことを認識する。移動局100は、2回目の再送信を準備する。再送信回数n=2とダウンリンク物理チャネル信号#1の受信電力PDL,1に基づいて、再送間隔tINT,2と送信電力PTX,2とが算出され、アップリンク送信部108に設定される(ステップ76)。

0108

移動局100は、再送信待機時間tINT,2経過後、2回目の再送信であるアップリンク物理チャネル信号#2を送信電力PTX,2で基地局200に送信する(ステップ77)。

0109

基地局200は、移動局100の2回目の再送信である物理チャネル信号#2を受信する。受信電力PUL,2が更に増大し、再送信回数nが“2”になり、再送信間隔比も増大しているため、優先度係数pr2は更に上昇する。従って、この2回目の再送信で無線リンク確立要求が許可される。基地局200は、送信許可チャネルに無線リンク確立が有効であることを示す情報を付加してダウンリンク物理チャネル信号#2を移動局100に送信する(ステップ78)。

0110

移動局100は、ダウンリンク物理チャネル信号#2を受信し、送信許可チャネルに無線リンクが有効であることを示す情報が設定されていることを認識する。ここで、移動局100と基地局200との間の無線リンクが確立する。以降、移動局100は、送信すべきユーザデータをこの確立した無線リンクを用いて送信する(ステップ79)。

0111

このとき、移動局100と基地局200との間に無線リンクが確立するまでの時間は、tINT,1+tINT,2+trttとなる。ここで、移動局100と基地局200間の往復時間trttは、移動局100がアップリンクの物理チャネル信号を送信してから、そのアップリンクの物理チャネル信号に対応するダウンリンクの物理チャネル信号を受信するまでの時間を示す。従来の再送信間隔tintと、本実施の形態の再送信間隔tINT,1、tINT,2、tINT,3の関係を、
tint=tINT,1>tINT,2>tINT,3 であるとする。同じ再送信回数2の場合、従来の無線リンクが確立するまでの時間と比較し、
2×tint+trtt>tINT,1+tINT,2+trtt
となり、本実施の形態の無線リンク確立までの時間が短いことが判る。そのため、一定時間内の送信許可の要求を送信する回数が増加することになり、要求が許可される可能性が高くなる。

0112

さらに、図10を参照して、2つの移動局100−1、100−2と基地局200との間の動作タイミングが説明される。ここでは、移動局100−1の1回目の送信許可要求の再送信と、移動局100−2の新規の送信許可要求の送信とが、ほぼ同時に実行される。

0113

移動局100−1は、基地局200に対して送信すべきユーザデータが生じた時、新規の無線リンク確立を要求することを示すアップリンク物理チャネル信号#0を送信する(ステップ81)。

0114

基地局200は、無線リンク確立要求の物理チャネル信号#0を受信し、要求の許可/却下を判定する。この新規の無線リンク確立要求は、誤りが検出されたか、優先度係数prnが低いことにより許可される条件を満たしていないため、却下される。基地局200は、送信許可チャネルに却下を示す情報を付加し、ダウンリンク物理チャネル信号#0を移動局100−1に送信する(ステップ82)。

0115

移動局100−1は、ダウンリンク物理チャネル信号#0を受信して、無線リンク確立の要求が却下されたことを認識する。移動局100−1の再送制御部104は、再送信を準備し、待機状態になる(ステップ83)。

0116

移動局100−1は、再送信待機時間tINT,1経過後、1回目の再送信であるアップリンク物理チャネル信号#1を送信電力PTX,1で基地局200に送信する(ステップ84)。このとき、移動局100−2は、基地局200に対して送信すべきユーザデータが生じ、新規の無線リンク確立を要求することを示すアップリンク物理チャネル信号#0を送信する(ステップ81’)。これらのアップリンク送信は、ほぼ同時であり、互いに干渉して誤りが生じやすい。従って、基地局200は、送信許可を無効にして、移動局100−1に対してダウンリンク物理チャネル信号#1、移動局100−2に対してダウンリンク物理チャネル信号#0を送信する(ステップ85、82’)。

0117

移動局100−1は、ダウンリンク物理チャネル信号#1を受信して、無線リンク確立の要求が却下されたことを認識する。移動局100−1の再送制御部104は、再送信を準備し、待機状態になる(ステップ86)。一方、移動局100−2は、ダウンリンク物理チャネル信号#0を受信して、無線リンク確立の要求が却下されたことを認識する。移動局100−2の再送制御部104は、再送信を準備し、待機状態になる(ステップ83’)。

0118

移動局100−1は、再送信待機時間tINT,2経過後、2回目の再送信であるアップリンク物理チャネル信号#2を送信電力PTX,2で基地局200に送信する(ステップ87)。移動局100−2は、移動局100−1の再送信から遅れて、再送信待機時間tINT,1経過後、1回目の再送信であるアップリンク物理チャネル信号#1を送信電力PTX,1で基地局200に送信する(ステップ84’)。

0119

基地局200は、これらの送信許可要求に対し、条件が満たされないと判定する。従って、基地局200は、送信許可を無効にして、移動局100−1に対してダウンリンク物理チャネル信号#2、移動局100−2に対してダウンリンク物理チャネル信号#1を送信する(ステップ88、85’)。

0120

移動局100−1は、ダウンリンク物理チャネル信号#2を受信して、無線リンク確立の要求が却下されたことを認識する。移動局100−1の再送制御部104は、再送信を準備し、待機状態になる(ステップ89)。一方、移動局100−2は、ダウンリンク物理チャネル信号#1を受信して、無線リンク確立の要求が却下されたことを認識する。移動局100−2の再送制御部104は、再送信を準備し、待機状態になる(ステップ86’)。

0121

移動局100−1は、再送信待機時間tINT,3経過後、3回目の再送信であるアップリンク物理チャネル信号#3を送信電力PTX,3で基地局200に送信する(ステップ90)。基地局200は、アップリンク物理チャネル信号#3を受信する。移動局100−2との競合も無く、また、再送信回数が3であること等により優先度係数pr3が高くなっているため、基地局200は、無線リンク確立要求を許可する。基地局200は、送信許可チャネルに無線リンク確立が有効であることを示す情報を付加してダウンリンク物理チャネル信号#3を移動局100−1に送信する(ステップ91)。移動局100−1は、ダウンリンク物理チャネル信号#3を受信し、送信許可が得られたことを認識する(ステップ92)。ここで、移動局100−1と基地局200との間の無線リンクが確立する。

0122

一方、移動局100−2は、移動局100−1の再送信から更に遅れて、再送信待機時間tINT,2経過後、2回目の再送信であるアップリンク物理チャネル信号#2を送信電力PTX,2で基地局200に送信する(ステップ87’)。基地局200は、アップリンク物理チャネル信号#2を受信する。このとき、移動局100−1は、既に無線リンクが確立しており、この移動局100−2の無線リンク確立要求も条件を満たしているため、基地局200は、無線リンク確立要求に許可を与える。基地局200は、送信許可チャネルに無線リンク確立が有効であることを示す情報を付加してダウンリンク物理チャネル信号#2を移動局100−2に送信する(ステップ94)。移動局100−2は、ダウンリンク物理チャネル信号#2を受信し、送信許可が得られたことを認識する(ステップ95)。ここで、移動局100−2と基地局200との間の無線リンクが確立する。

0123

このように、移動局100−1と移動局100−2の再送信回数nが異なるため、移動局100−1と移動局100−2の再送信間隔tINT,nが異なり、再送信回数が増す毎に送信タイミングはずれていく。従って、移動局間のアップリンクの物理チャネル信号の送信タイミングは、衝突を回避することが可能である。

0124

本実施の形態において、基地局間往復時間trtt、及び、再送信間隔tINT,nの時間の単位は、特に限定されることはなく、秒単位でもよいし、シンボル時間、チップ時間など任意の単位とすることができる。

0125

また、送信電力PTX,nを算出するときのベースとなるダウンリンクの受信電力PDL,nは、瞬時値を用いて説明されたが、再送信後とのダウンリンクの受信電力PDL,0、PDL,1、…、PDL,nの平均値としてもよい。さらに、再送信間隔tINT,nを算出するときのベースとなるダウンリンクの受信電力PDL,nは、瞬時値を用いて説明されたが、再送信後とのダウンリンクの受信電力PDL,0、PDL,1、…、PDL,nの平均値としてもよい。

0126

以上説明されたように、ランダムアクセス方式で無線リンク確立する場合、本発明によれば、各移動局は、アップリンクの物理チャネル信号の再送信回数、ダウンリンクの受信電力に応じてアップリンクの物理チャネル信号の再送信間隔を制御する。そのため、各移動局から送信されるアップリンクの物理チャネル信号が衝突する回数を軽減できる。従って、無線リンク確立時のアップリンクの物理チャネル信号の誤りを軽減することが可能となる。

0127

また、各移動局は、再送信回数とダウンリンクの受信電力に応じてアップリンクの物理チャネル信号の再送信間隔を制御する。そのため、無線リンク確立するためのアップリンクの物理チャネル信号を送信する機会が制御される。また、再送信回数とダウンリンクの受信電力に適応してアップリンクの物理チャネル信号の送信電力が制御される。そのため、アップリンクの物理チャネル信号の誤り発生を軽減できる。従って、移動局のアップリンクの物理チャネル信号の送信制御により、通信状態の良い移動局と通信状態の悪い移動局が平等に無線リンク確立することが可能となる。

0128

さらに、基地局でのスケジューリングにおいて、再送信回数と再送信間隔とアップリンクの受信電力とに基づいて優先度係数が算出され、その優先度係数によりアップリンクのユーザチャネルの送信許可を有効にする移動局が選択される。そのため、通信状態に依存せずに無線リンク確立できるようになる。従って、通信状態の良い移動局と通信状態の悪い移動局が、平等に無線リンクを確立することが可能となる。

図面の簡単な説明

0129

無線通信システムの構成を示すブロック図である。
従来の移動局と基地局の構成を示すブロック図である。
従来の無線リンク確立時の移動局と基地局との動作を示す図である。
本発明の実施の形態に係る移動局と基地局の構成を示すブロック図である。
同送信電力決定テーブルの構成を示す図である。
同再送間隔決定テーブルの構成を示す図である。
同移動局の動作を示すフローチャートである。
同基地局の動作を示すフローチャートである。
同移動局と基地局の動作タイミングを示す図である。
同2移動局と基地局の動作タイミングを示す図である。

符号の説明

0130

100、100−1、100−2、…、100−n移動局
101ダウンリンク受信部
102送信許可チャネル復調部
103 ダウンリンク受信電力測定部
104再送制御部
105アップリンク物理チャネル生成部
106送信電力制御部
107再送間隔制御部
108アップリンク送信部
200基地局
201 アップリンク受信部
202送信要求チャネル復調部
203 アップリンク受信電力測定部
204スケジューリング部
205ダウンリンク物理チャネル生成部
208ダウンリンク送信部
901 ダウンリンク受信部
902 送信許可チャネル復調部
903 再送制御部
904 アップリンク物理チャネル生成部
905 送信電力制御部
908 アップリンク送信部
911 アップリンク受信部
912 送信要求チャネル復調部
913 アップリンク受信電力測定部
914 スケジューリング部
915 ダウンリンク物理チャネル生成部
916 ダウンリンク送信部

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